Каждую весну миллиарды мотыльков Богонги совершают удивительное путешествие длиной до тысячи километров через юго-восточную Австралию, направляясь к холодным пещерам австралийских Альп для летней спячки — процесса, известного как эстивация. Этот феномен миграции стал предметом уникального изучения в области ночной навигации животных, поскольку мотыльки преодолевают дальние расстояния в полной темноте и при этом достигают строго ограниченной географической области, которую они никогда не посещали ранее. Ученые выяснили, что одним из ключевых инструментов в навигационном арсенале Богонгов является использование звездного неба как компаса, что позволяет им ориентироваться по определенным географическим направлениям даже без помощи солнечного света или других очевидных ориентиров. Ранее было известно, что многие мигрирующие животные, в том числе птицы, летучие мыши и насекомые, применяют различные сенсорные системы для определения направления. Среди них особое значение имеет магнитное поле Земли, на которое ориентируются многие виды, и который был подтвержден в навигационных способностях Богонгов.
Тем не менее, точные визуальные элементы, которые мотыльки используют в сочетании с магнитным полем, долгое время оставались неопределенными. Новые исследования показали, что ночное звездное небо, включая узнаваемые созвездия и яркую полосу Млечного Пути, играет значимую роль в формировании устойчивого навигационного курса. Эксперименты с использованием модифицированного летательного симулятора подтвердили, что мотыльки способны сохранять сезонно обусловленные направления миграции, ориентируясь исключительно на звездное небо, даже в условиях нулевого магнитного поля. В учебных лабораторных условиях, где изображение ночного неба воспроизводилось с точной проекцией звезд и Млечного Пути, мотыльки точно следовали ожидаемым маршрутам — на юг во время весенней миграции и обратно на север осенью. Интересно, что при искусственной ротации изображения неба на 180 градусов мотыльки меняли направление полета соответствующим образом.
Однако при замене естественного звездного узора на случайно распределённые световые точки мотыльки теряли способность ориентироваться, что свидетельствует о необходимости узнаваемого звездного рисунка для правильной навигации. Подобные наблюдения свидетельствуют о том, что у Богонгов сформирована сложная нейронная система, воспринимающая и обрабатывающая сложные звездные узоры для определения географического направления. Исследования нервных клеток мотыльков показали наличие эфферентных нейронов в областях мозга, связанных с обработкой визуальной информации и навигацией — в частности, в оптических долях, центральном комплексе и латеральных аксесcуарах мозга. Эти клетки демонстрировали специфическую реакцию на вращение звездного неба, с максимальной активностью при направлении полета на юг, что совпадает с общей стратегией миграции мотыльков. Такой нейрофизиологический ответ подтверждает, что мотыльки не просто реагируют на локальные световые или контрастные изменения, а именно распознают глобальные, географически релевантные паттерны ночного неба.
Комбинация магнитного и звездного компаса формирует для насекомого надежную навигационную систему, позволяющую компенсировать изменение одного из ориентиров. Например, в облачные ночи, когда звездное небо закрыто, мотыльки сохраняют устойчивое направление, опираясь на магнитное поле Земли. Аналогично, при магнитных возмущениях или локальных аномалиях в магнитном поле, они переключаются на звездный компас. Такая гибридная модель навигации обеспечивает высокую надежность и точность в условиях постоянно меняющейся среды. Невозможно не отметить, что использование звездного неба для долгосрочной и дальнодействующей навигации — уникальное свойство среди насекомых.
Ранее подобными способностями обладали лишь некоторые виды птиц и млекопитающих, для которых известен звездный или солнечный компас. Для Богонгов это означает высокий уровень наследственной информации о маршрутах и ориентации, интегрированной с сенсорными системами. Это делает миграцию не просто реакцией на локальные ореолы сигналов, а сложной навигационной программой, заложенной в их биологические модели. Эти открытия также стимулируют новые вопросы о том, какие именно звездные объекты используют мотыльки для ориентации. Яркие звезды, расположение Млечного Пути и даже специфические туманности, такие как Киля — одни из самых заметных объектов в южном небосклоне, которые могут служить надежными визуальными ориентирами для животных с ограниченной зрительной остротой.
Нейронные данные подтверждают, что нейроны Bogong moths реагируют на подобные элементы небесного узора, что позволяет предполагать теггерное восприятие и выделение отдельных образов на ночном небе. Ученые продолжают искать ответ на вопрос, каким образом мотыльки совмещают информацию о текущем времени ночи и сезоне для правильной интерпретации меняющегося расположения звезд. Варианты включают наличие компенсирующих внутренних часов биологического происхождения, которые помогают ориентироваться несмотря на ротацию неба. Такие адаптации уже известны у дневных бабочек, которые используют солнечный компас с элементами компенсирующих механизмов времени для точного миграционного перемещения. Восприятие звездного неба мотыльками в ночных условиях требует особых зрительных адаптаций, учитывая их относительно маленькие и простые глаза.
Однако исследования показывают, что Богонги обладают способностями к восприятию слабого света и, вероятно, могут различать контрастные особенности неба, такие как полосы и яркие пятна. Яркость Млечного Пути и его отличительные формы в южном полушарии предоставляют четкий и повторяемый паттерн, который животные могут использовать как визуальный маяк. Эти исследования имеют важное значение не только для науки о миграции и ориентации животных, но и для понимания влияния изменений окружающей среды и светового загрязнения на такие удивительные явления. Загрязнение ночного неба искусственным светом может нарушать звёздные ориентиры и затруднять навигацию, что в конечном итоге скажется на выживании и размножении мигрирующих насекомых. Понимание механизмов работы звездного компаса подчеркивает важность сохранения темных зон и минимизации негативного воздействия человека на естественное ночное освещение.
В итоге, судьба Богонгов—это не только история выживания и удивительной адаптации, но и важный пример того, как тонко связаны биология и астрономия в природе. Их звездная навигация напоминает о глубокой мудрости эволюции и возникновении сложных сенсорных систем, позволяющих миллионам насекомых ежегодно преодолевать огромные расстояния по небу, соблюдая древние маршруты и используя незримые ориентиры ночного пространства.
